JP2012209305A - Thermoelectric conversion unit and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
【課題】ケースに導入管と吐出管が容易に設けられ得る熱電変換ユニットを提供する。
【解決手段】熱電変換ユニット1は、開放構造の流路4a2が形成されかつ成型されたケース4と、流路4hの開放部を塞ぐ第一基板2bと、第一基板2bに対向して配置される第二基板2cと、第一基板2bと第二基板2cの間に配置される複数の熱電変換素子2aとを有する。ケース4の流路4hの底面には、導入管4bと吐出管4cがケース4と一体的に形成され、導入管4bと吐出管4cがそれぞれ第一基板2bに対する垂直方向でかつ第一基板2b側と反対側の方向に延出する。
【選択図】図3A thermoelectric conversion unit in which an introduction pipe and a discharge pipe can be easily provided in a case is provided.
A thermoelectric conversion unit (1) includes a case (4) in which an open structure channel (4a2) is formed and molded, a first substrate (2b) that closes an open part of the channel (4h), and a first substrate (2b). And a plurality of thermoelectric conversion elements 2a disposed between the first substrate 2b and the second substrate 2c. An introduction pipe 4b and a discharge pipe 4c are formed integrally with the case 4 on the bottom surface of the flow path 4h of the case 4, and the introduction pipe 4b and the discharge pipe 4c are respectively perpendicular to the first substrate 2b and the first substrate 2b. It extends in the direction opposite to the side.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、熱電変換素子を有する熱電変換ユニットに関する。 The present invention relates to a thermoelectric conversion unit having a thermoelectric conversion element.
特許文献1に記載の熱電変換ユニットは、熱電変換モジュールと、熱電変換モジュールの一方を覆うケースを有する。熱電変換モジュールは、一対の熱面を備える熱電変換素子と、熱面の一つに当接される板部材を有する。ケースには、開放構造の流路が形成され、流路の開放部が板部材によって覆われる。ケースには、ケースの側面から板部材と並行に延出する導入管と吐出管が設けられる。熱媒体は、導入管から流路に導入され、流路から吐出管を経て吐出される。
The thermoelectric conversion unit described in
しかし特許文献1に記載の熱電変換ユニットは、ケースに導入管と吐出管を接続する等の作業が必要であるために製造作業が煩雑である。そのため容易に製造され得る熱電変換ユニットが従来必要とされている。
However, the thermoelectric conversion unit described in
前記課題を解決するために本発明は、各請求項に記載の熱電変換ユニットまたは該熱電変換ユニットの製造方法である。請求項1において熱電変換ユニットは、開放構造の流路が形成されかつ成型されたケースと、流路の開放部を塞ぐ第一基板と、第一基板に対向して配置される第二基板と、第一基板と第二基板の間に配置される複数の熱電変換素子とを有する。ケースの流路の底面には、導入管と吐出管がケースと一体的に形成され、導入管と吐出管がそれぞれ第一基板に対する垂直方向でかつ第一基板側と反対側の方向に延出する。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a thermoelectric conversion unit according to each claim or a method for manufacturing the thermoelectric conversion unit. The thermoelectric conversion unit according to
したがってケースは、流路の開放方向と、導入管と吐出管の延出方向が同じである。そのためケースには、スライド型を使用することなく一対の成形型の開閉によって導入管と吐出管と一体的に成形され得る。かくして熱電変換ユニットが容易に製造され得る。また導入管から流路に導入された熱媒体は、第一基板に向けて流れる。そのため熱媒体が第一基板に沿って流路に導入される場合に比べて、熱媒体が第一基板に向けて流れやすい。かくして熱媒体は、熱電変換素子に近い第一基板近傍において流量が多くなり、熱電変換素子との熱交換が効率良く行われ得る。 Therefore, the opening direction of the flow path and the extending direction of the introduction pipe and the discharge pipe are the same in the case. Therefore, the case can be integrally formed with the introduction pipe and the discharge pipe by opening and closing the pair of molds without using a slide mold. Thus, the thermoelectric conversion unit can be easily manufactured. Further, the heat medium introduced into the flow path from the introduction pipe flows toward the first substrate. Therefore, compared with the case where the heat medium is introduced into the flow path along the first substrate, the heat medium tends to flow toward the first substrate. Thus, the flow rate of the heat medium increases in the vicinity of the first substrate close to the thermoelectric conversion element, and heat exchange with the thermoelectric conversion element can be performed efficiently.
請求項2において流路の底面には、導入管に隣接しかつ第一基板に向けて突出する突出部が形成される。したがって導入管からケース内に導入された熱媒体は、突出部によって第一基板に向けて流れ得る。そのため熱媒体は、熱電変換素子に近い第一基板近傍において流量が多くなり、熱電変換素子との熱交換が効率良く行われ得る。 According to a second aspect of the present invention, a projecting portion that is adjacent to the introduction tube and projects toward the first substrate is formed on the bottom surface of the flow path. Therefore, the heat medium introduced into the case from the introduction tube can flow toward the first substrate by the protrusion. Therefore, the flow rate of the heat medium increases in the vicinity of the first substrate close to the thermoelectric conversion element, and heat exchange with the thermoelectric conversion element can be performed efficiently.
請求項3において突出部は、導入管から離れるほど第一基板に近くなる傾斜面を有する。したがって傾斜面によって熱媒体は、導入管から第一基板に向けて円滑に流れ得る。かくして圧力損失が低減され得る。 According to a third aspect of the present invention, the protrusion has an inclined surface that becomes closer to the first substrate as the distance from the introduction tube increases. Therefore, the heat medium can smoothly flow from the introduction tube toward the first substrate by the inclined surface. Thus, the pressure loss can be reduced.
請求項4においてケースは、第一ケースであり、流路は、第一流路であり、導入管は、第一導入管であり、吐出管は、第一吐出管である。熱電変換ユニットは、開放構造の第二流路が形成されかつ成型された第二ケースを有する。第二流路の開放部は、第二基板により塞がれる。第二ケースの第二流路の底面には、第二導入管と第二吐出管が第二ケースと一体的に形成され、第二導入管と第二吐出管がそれぞれ第二基板に対する垂直方向でかつ第二基板側と反対側の方向に延出する。
In
したがって熱電変換素子の一端部は、第一基板を介して第一ケースの流路内の熱媒体と熱交換し、熱電変換素子の他端部は、第二基板を介して第二ケースの流路内の熱媒体と熱交換し得る。第一ケースと同様の理由で第二ケースには、第二導入管と第二吐出管が簡易に一体的に設けられ得る。また第一ケースと同様の理由で第二ケース内を流れる熱媒体は、第二基板との熱交換が効率良く行われ得る。 Therefore, one end of the thermoelectric conversion element exchanges heat with the heat medium in the flow path of the first case via the first substrate, and the other end of the thermoelectric conversion element flows through the second case via the second substrate. Heat exchange with the heat medium in the channel is possible. For the same reason as the first case, the second case can be provided with a second introduction pipe and a second discharge pipe simply and integrally. The heat medium flowing in the second case for the same reason as the first case can be efficiently exchanged with the second substrate.
請求項5にかかる熱電変換ユニットの製造方法は、閉じられた一対の成形型の間に樹脂を流し、一対の成形型を開くことでケースと導入管と吐出管を一体に成形する工程と、ケースに第一基板と第二基板と複数の熱電変換素子を組付ける工程を有する。したがってケースと導入管と吐出管が一対の成形型の開閉によって簡易に一体的に成形され得る。
The method of manufacturing a thermoelectric conversion unit according to
本発明の熱電変換ユニットによれば、ケースに導入管と吐出管が容易に設けられ得る。 According to the thermoelectric conversion unit of the present invention, the introduction tube and the discharge tube can be easily provided in the case.
本発明の一つの実施の形態を図1〜9にしたがって説明する。熱交換システム10は、例えば車両に設けられ、図1に示すように熱電変換ユニット1とラジエタ11と室内温冷熱ユニット14を有する。ラジエタ11は、配管20によって車両のエンジン12と接続される。配管20の途中に設けられたポンプ13によって第一熱媒体(クーラント液)がエンジン12とラジエタ11の間を循環する。第一熱媒体は、エンジン12から熱(温熱)を受け、ラジエタ11から外気に熱を放出する。
One embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The
図1に示すように熱電変換ユニット1は、配管20に接続された配管21によってラジエタ11と接続され、エンジン12と並列にラジエタ11に接続される。第一熱媒体は、配管20,21を経由して熱電変換ユニット1から冷熱を受けて冷却される。したがって第一熱媒体は、ラジエタ11のみならず熱電変換ユニット1によっても冷却され得る。
As shown in FIG. 1, the
図1に示すように熱電変換ユニット1は、配管22によって室内温冷熱ユニット14と接続される。配管22の途中に設けられたポンプ15によって第二熱媒体(クーラント液)が熱電変換ユニット1と室内温冷熱ユニット14の間を循環する。第二熱媒体は、熱電変換ユニット1から温熱を受け、室内温冷熱ユニット14から室内の空気に熱を放出する。したがって室内温冷熱ユニット14によって室内が暖められ得る。
As shown in FIG. 1, the
熱電変換ユニット1は、図2,3に示すようにハウジング3とハウジング3内に設けられる熱電変換モジュール2を有する。ハウジング3は、厚み方向に重ねられた第一ケース4と第二ケース5を有する。
The
第一ケース4と第二ケース5は、図2,3に示すように成形製品であって、ケース本体4a,5aと導入管4b,5bと吐出管4c,5cを一体に有する。ケース本体4a,5aは、板状の板部4a1,5a1と、板部4a1,5a1の外周から突出する周壁部4a6,5a6を有する。第一ケース4と第二ケース5は、開放構造であって、板部4a1,5a1に流路4a2,5a2が形成される。流路4a2,5a2は、熱電変換モジュール2に向けて開放し、板部4a1,5a1に凹部4h、5hを形成する。
The
流路4a2,5a2は、図3に示すように板部4a1,5a1に形成された仕切部4a7,5a7によって第一流路4a3,5a3と折返し流路4a4,5a4と第二流路4a5,5a5に仕切られてU字状に延出する。折返し流路4a4,5a4には、板部4a1,5a1からガイド部4a8が突出する。ガイド部4a8は、対向する流路4a3,4a5,5a3,5a5に対して隣接する流路4a3,4a5,5a3,5a5に向けて傾斜する傾斜面を有する。ガイド部4a8によって熱媒体が第一流路4a3,5a3から第二流路4a5,5a5に円滑に流れ得る。 As shown in FIG. 3, the flow paths 4a2 and 5a2 are divided into first flow paths 4a3 and 5a3, folded flow paths 4a4 and 5a4, and second flow paths 4a5 and 5a5 by partition portions 4a7 and 5a7 formed in plate portions 4a1 and 5a1. It is partitioned and extends in a U-shape. A guide portion 4a8 projects from the plate portions 4a1 and 5a1 in the return flow paths 4a4 and 5a4. Guide part 4a8 has an inclined surface which inclines toward channel 4a3, 4a5, 5a3, 5a5 which adjoins channel 4a3, 4a5, 5a3, 5a5 which counters. The heat medium can smoothly flow from the first flow paths 4a3 and 5a3 to the second flow paths 4a5 and 5a5 by the guide portion 4a8.
導入管4b,5bと吐出管4c,5cは、図3に示すように板部4a1,5a1の一端側に並設される。導入管4b,5bと吐出管4c,5cは、板部4a1,5a1から熱電変換モジュール2の反対方向(厚み方向)に延出する。導入管4b,5bには、第一流路4a3,5a3の底面と連通する導入路4b1,5b1が形成される。導入路4b1,5b1は、流路4a2,5a2の深さ方向と同じ方向に延出し、板部4a1,5a1と導入管4b,5bを貫通する。吐出管4c,5cには、第二流路4a5,5a5の底面と連通する吐出路4c1,5c1が形成される。吐出路4c1,5c1は、第二流路4a5,5a5の深さ方向と同じ方向に延出し、板部4a1,5a1と吐出管4c,5cを貫通する。
The
ケース本体4a,5aには、図3,7に示すように流路4a2,5a2に突出する突出部4f,5fが形成される。突出部4f,5fは、導入路4b1,5b1に隣接する板部4a1,5a1の領域から熱電変換モジュール2の基板2b,2cに向けて突出する。突出部4f,5fは、導入路4b1,5b1から離れるほど基板2b,2cに近づく傾斜面を有する。したがって導入路4b1,5b1から導入された熱媒体は、基板2b,2cに向けて流れ、基板2b,2cの近傍において流量が多くなる。
As shown in FIGS. 3 and 7, projecting
第一ケース4は、図3,9に示すようにコネクタ部4gを一体に有する。コネクタ部4gは、筒状であってケース本体4aから側方に突出する。コネクタ部4gには、図示省略のコンバータのコネクタ部が接続される。コンバータは、コンバータに入力された電圧を所定の電圧に変換して、第一ケース4に設けられた電極部材6を介して熱電変換モジュール2に直流電流を供給する。
The
第一ケース4は、図3,9に示すように位置決め部4a9を一体に有する。位置決め部4a9は、周壁部4a6から突出して、熱電変換モジュール2の凹部2b7に突入する。したがって位置決め部4a9によって熱電変換モジュール2の第一ケース4に対する位置が決定され得る。
As shown in FIGS. 3 and 9, the
ケース4,5は、図示省略の第一と第二の成形型を閉じ、第一と第二の成形型間に樹脂材料を注入し、第一と第二の成形型を開くことでケース本体4a,5aと導入管4b,5bと吐出管4c,5cが一体に成形される。コネクタ部4gは、スライド型を用いて形成される。
図4に示すように熱電変換モジュール2は、熱電変換素子2aと基板2b,2cとフィン2d,2eを有する。熱電変換素子(ペルチェ素子)2aは、異なる金属、導体または半導体から構成される。熱電変換素子2aは、直流電流を流すことでペルチェ効果を奏し、第一熱面と第二熱面のいずれか一つが吸熱部となって吸熱し、他の一つが放熱部となって放熱する。複数の熱電変換素子2aは、基板2b,2cの間に設けられる。
As shown in FIG. 4, the
第一基板2bは、図3,6に示すように第一ケース4の周壁部4a6の内周に設置される。第一基板2bには、位置決め部4a9が設置される凹部2b7が形成される。したがって第一基板2bは、凹部2b7と外周縁によって第一ケース4に対して位置決めされる。第一基板2bは、第一ケース4の凹部4hの開放部を覆って、ケース本体4aと協働して流路4a2を形成する。
The
第二基板2cは、図3,6に示すように第一基板2bより小さく、一つの第一基板2bに対して複数枚(例えば10枚)設けられる。第二基板2cは、第一基板2bに設けられた枠体2fによって所定領域に位置決めされる。第二基板2cと枠体2fには第二ケース5が被せられる。第二基板2cと枠体2fは、第二ケース5の凹部5hの開放部を覆って、ケース本体5aと協働して流路5a2を形成する。
The
基板2b,2cは、図5,9に示すように板本体2b1,2c1と絶縁層2b2,2c2と配線2b3,2c3を有する。板本体2b1,2c1は、導電性を有する金属材料から形成される。板本体2b1,2c1は、凹部4h側に位置する外面2b9,2c9と、外面2b9,2c9の裏側面である内面2b8,2c8を有する。内面2b8,2c8には、絶縁層2b2,2c2と配線2b3,2c3が設けられる。絶縁層2b2,2c2は、板本体2b1,2c1と配線2b3,2c3を電気的に絶縁する。
As shown in FIGS. 5 and 9, the
配線2b3,2c3は、図5を参照するように導電性の材料から形成され、絶縁層2b2,2c2の表面に塗布(印刷)される。配線2b3,2c3には、熱電変換素子2aが当接されかつ半田付けされる。配線2b3,2c3は、協働して複数の熱電変換素子2aを直列に接続する。したがって電流は、熱電変換素子2aを順番に流れて基板2b,2cの厚み方向に流れ、基板2b,2c間をジグザグに流れる。
The wirings 2b3 and 2c3 are formed of a conductive material as shown in FIG. 5, and are applied (printed) on the surfaces of the insulating layers 2b2 and 2c2. The
第一基板2bに設けられた配線2b3は、図5を参照するように主配線2b4と接続配線2b5と端部2b6を有する。主配線2b4は、第二基板2cによって覆われる各領域に形成され、熱電変換素子2aが主配線2b4に半田付けされる。接続配線2b5は、各領域間に延出して各領域に設けられた主配線2b4を接続する。接続配線2b5は、枠体2fによって覆われて、枠体2fによって熱媒体と接触することが避けられる。端部2b6は、接続配線2b5から枠体2fの外へ延出する。端部2b6には、電極部材6が電気的に接続される(図8参照)。
The wiring 2b3 provided on the
第一基板2bには、図3,6に示すように二個の第一フィン2dが設けられる。一方、各第二基板2cには各一つの第二フィン2eが設けられる。フィン2d,2eは、基板2b,2cから熱電変換素子2aと反対方向に突出し、流路4a2,5a2内に設置される。フィン2d,2eは、図4に示すように板状でかつジグザグ形状であって、ジグザグ間に隙間2d1,2e1が形成される。隙間2d1,2e1は、流路4a2,5a2を遮断しないように流路4a2,5a2の長手方向に延出する。
The
図4に示すように枠体2fは、枠本体2f2と張出部2f1を有する。枠本体2f2は、第二基板2cの外周に沿って延出して第二基板2cの位置を決定する。枠本体2f2は、第一基板2bから第二基板2cの横を通って第二ケース5に向けて突出する。張出部2f1は、枠本体2f2から基板2b,2c間に張出して基板2b,2cに当接する。枠体2fは、第一基板2bに接着あるいは型成形時にて第一基板2bと一体にされる。
As shown in FIG. 4, the
張出部2f1と第二基板2cの外周部の間には、図4に示すように液状ガスケット8bが設けられる。液状ガスケット8bは、熱媒体が張出部2f1と第二基板2cの間を通って熱電変換素子2aに向けて流れることを抑制する。第一基板2bの外周部と第一ケース4の間には、液状ガスケット8aが設けられる。液状ガスケット8aは、熱媒体が第一基板2bと第一ケース4の間を通って熱電変換素子2aに向けて流れることを抑制する。
As shown in FIG. 4, a
図4に示すようにケース4,5と枠体2fは、溶着部7a〜7cによって接合される。溶着部7a〜7cは、ケース4,5と枠体2fを振動溶着あるいは熱板溶着によって形成される。溶着部7aは、ケース4,5の周壁部4a6,5a6を溶着する。溶着部7aは、ケース4,5の外周部の全周を溶着することでケース4,5間をシールする。かくしてケース4,5間に外気等が侵入することが溶着部7aによって抑制され得る。溶着部7bは、周壁部5a6と枠本体2f2を溶着する。溶着部7cは、仕切部5a7と枠本体2f2を溶着する。溶着部7b,7cは、第二ケース5と枠体2f間をシールする。
As shown in FIG. 4, the
ケース4,5は、図4に示すように熱電変換モジュール2を両側から保持する。ケース4,5は、溶着部7a〜7cによって熱電変換モジュール2との隙間が小さくなるように熱電変換モジュール2を保持する。これによりケース4,5は、大きな力を付与することなく熱電変換モジュール2の基板2b,2cを保持し、基板2b,2cが熱電変換素子2aから剥がれることを抑制し得る。
The
図8,9に示すようにケース4には、棒状の電極部材6が設けられる。電極部材6は、電性のある金属材料から形成され、ケース4に対してインサート成形される。電極部材6は、導電性のある金属材料から棒状に形成される。電極部材6は、埋設部6aと第一端部6bと第二端部6cと接続部6dを一体に有する。埋設部6aは、ケース本体4a内をケース本体4aの長手方向に延出する第一部6a1と、第一部6a1から直交方向に延出する第二部6a2を有する。第一端部6bは、ケース本体4aから突出してコネクタ部4g内を延出する。第一端部6bは、コネクタ部4gに挿入されるコネクタと電気的に接続されてコネクタを経由してコンバータと電気的に接続される。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
図8,9に示すように第二端部6cは、第一基板2bの凹部2b7から第一基板2bの厚み方向に延出しかつ第一基板2bの表面よりも上方へ延出する。第二端部6cと接続部6dの間には屈曲部6eが形成される。屈曲部6eには溝が形成され、屈曲部6eが屈曲容易な構造になっている。屈曲部6eは、製造課程で折曲げられて、接続部6dを図9の仮想線で示す製造課程位置から実線で示す使用位置に移動させる。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
図9に示すように接続部6dは、製造課程位置において第一基板2bの表面、すなわち第一ケース4の反対側領域を開放する。そのため第一ケース4に対して第一基板2bをセットする際に接続部6dが邪魔にならない。第一ケース4に第一基板2bをセットした後に、屈曲部6eを折り曲げ、接続部6dを製造課程位置から使用位置に移動させる。使用位置において接続部6dを配線2b3に半田付けする。
As shown in FIG. 9, the connecting
熱電変換ユニット1は、図示省略のコンバータと電気的に接続され、図1に示すように配管21,22と接続される。コンバータは、図9に示す電極部材6を介して各熱電変換素子2aに電流を供給する。熱電変換素子2aは、第一熱面において吸熱し、図4に示すように第一基板2bと第一フィン2dを介して第一ケース4に冷熱を供給する。熱電変換素子2aは、第二熱面において放熱し、第二基板2cと第二フィン2eを介して第一ケース4に温熱を供給する。
The
図1に示すように第一ケース4には、配管21を介してポンプ13によって第一熱媒体が供給される。第一熱媒体は、図3に示す導入管4bから流路4a2に導入され、吐出管4cから排出される。第一熱媒体は、流路4a2を流れることで第一フィン2dと第一基板2bを介して熱電変換素子2aから冷熱を受ける(図4参照)。
As shown in FIG. 1, a first heat medium is supplied to the
図1に示すように第二ケース5には、配管22を介してポンプ15によって第二熱媒体が供給される。第二熱媒体は、図3に示す導入管5bから流路5a2に導入され、吐出管5cから排出される。第二熱媒体は、流路5a2を流れることで第二フィン2eと第二基板2cを介して熱電変換素子2aから温熱を受ける(図4参照)。第二熱媒体は、図1に示すように室内温冷熱ユニット14内を流れることで室内の空気に温熱を供給する。
As shown in FIG. 1, a second heat medium is supplied to the
図3に示すように第一ケース4内の第一熱媒体の流れ方向と第二ケース5内の第二熱媒体の流れ方向は、対向している。そのため熱電変換素子2aの吸熱部側と放熱部側の差は、熱電変換素子2aの位置における差が小さい。かくして熱電変換モジュール2の全体の熱効率が高い。
As shown in FIG. 3, the flow direction of the first heat medium in the
以上のように熱電変換ユニット1は、図3に示すように開放構造の流路4a2が形成されかつ成型されたケース4と、流路4hの開放部を塞ぐ第一基板2bと、第一基板2bに対向して配置される第二基板2cと、第一基板2bと第二基板2cの間に配置される複数の熱電変換素子2aとを有する。ケース4の流路4hの底面には、導入管4bと吐出管4cがケース4と一体的に形成され、導入管4bと吐出管4cがそれぞれ第一基板2bに対する垂直方向でかつ第一基板2b側と反対側の方向に延出する。
As described above, as shown in FIG. 3, the
したがってケース4は、流路4a2の開放方向と、導入管4bと吐出管4cの延出方向が同じである。そのためケース4には、スライド型を使用することなく一対の成形型の開閉によって成形され得る。かくしてケース4が容易に製造され得る。また導入管4bから流路4a2に導入された熱媒体は、第一基板2bに向けて流れる。そのため熱媒体が第一基板2bに沿って流路4a2に導入される場合に比べて、熱媒体が第一基板2bに向けて流れやすい。かくして熱媒体は、熱電変換素子2aに近い第一基板2b近傍において流量が多くなり、熱電変換素子2aとの熱交換が効率良く行われ得る。
Accordingly, in the
図3,7に示すように流路4a2の底面には、導入管4bに隣接しかつ第一基板2bに向けて突出する突出部4fが形成される。したがって導入管4bからケース4内に導入された熱媒体は、突出部4fによって第一基板2bに向けて流れ得る。そのため熱媒体は、熱電変換素子2aに近い第一基板2b近傍において流量が多くなり、熱電変換素子2aとの熱交換が効率良く行われ得る。
As shown in FIGS. 3 and 7, the bottom surface of the flow path 4a2 is formed with a
図3,7に示すように突出部4fは、導入管4bから離れるほど第一基板2bに近くなる傾斜面を有する。したがって傾斜面によって熱媒体は、導入管4bから第一基板2bに向けて円滑に流れ得る。かくして圧力損失が低減され得る。
As shown in FIGS. 3 and 7, the protruding
図3に示すように熱電変換ユニット1は、第一流路4a2が形成された第一ケース4を有し、第一ケース4には、第一導入管4bと第一吐出管4cが一体的に形成される。熱電変換ユニット1は、開放構造の第二流路5a2が形成されかつ成型された第二ケース5を有する。第二流路5a2の開放部は、第二基板2cにより塞がれる。第二ケース5の第二流路5a2の底面には、第二導入管5bと第二吐出管5cが第二ケース5と一体的に形成され、第二導入管5bと第二吐出管5cがそれぞれ第二基板2cに対する垂直方向でかつ第二基板2c側と反対側の方向に延出する。
As shown in FIG. 3, the
したがって熱電変換素子2aの一端部は、第一基板2bを介して第一ケース4の流路内の熱媒体と熱交換し、熱電変換素子2aの他端部は、第二基板2cを介して第二ケース5の流路内の熱媒体と熱交換し得る。第一ケース4と同様の理由で第二ケース5には、第二導入管5bと第二吐出管5cが簡易に一体的に設けられ得る。また第一ケース4と同様の理由で第二ケース5内を流れる熱媒体は、第二基板2cとの熱交換が効率良く行われ得る。
Therefore, one end of the
熱電変換ユニット1の製造方法では、閉じられた一対の成形型の間に樹脂を流し、一対の成形型を開くことでケース4と導入管4bと吐出管4cを一体に成形する工程と、ケース4に第一基板2bと第二基板2cと複数の熱電変換素子2aを組付ける工程を有する。したがってケース4と導入管と吐出管が一対の成形型の開閉によって簡易に一体的に成形され得る。
In the manufacturing method of the
本発明は、上記実施の形態に限定されず、以下の形態であっても良い。例えば熱交換システム10は、車両の室内の暖房に使用されても良いし、冷房に使用されても良い。冷房に使用する場合は、第一ケース4が配管22と接続され、第二ケース5が配管21と接続される。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be the following form. For example, the
熱交換システム10は、車両の室内の冷暖房に使用されても良いし、電池等の車両部品の冷却または加熱に使用されても良いし、あるいは車両以外の製品を冷却または加熱するために使用されても良い。
The
ケース4,5内に供給される熱媒体は、液体でも良いし、気体でも良い。
The heat medium supplied into the
ケース4,5には、U字状に延出する流路4a2,5a2が形成されても良いし、図10に示すように直線状の流路4h,5hが形成され、流路4h,5hの一端部から延出する導入路4i,5iが形成された導入管と流路4h,5hの他端部から延出する吐出路4j,5jが形成された吐出管が設けられても良い。あるいはケース4,5には、図11に示すように導入路4m,5mと吐出路4n,5nと、導入路4m,5mと吐出路4n,5nから両方向に延出しかつU字状に延出する一対の流路4k,5kが形成されても良い。
The
第一ケース4は、ケース本体4aとコネクタ部4gを一体に有していても良いし、ケース本体4aとコネクタ部4gを別体に有していても良い。あるいはコネクタ部が第一ケースに代えて第二ケースに設けられても良い。
The
第一ケース4のコネクタ部4gは、スライド型によって形成されても良いし、第一と第二の成形型の開閉によって成形され得るように成形型の型開き方向に開放する形状であっても良い。
The
熱電変換素子2aは、ペルチェ効果を奏するペルチェ素子であっても良いし、ゼーベック効果またはトムソン効果を奏する素子であっても良い。
The
1…熱電変換ユニット
2…熱電変換モジュール
2a…熱電変換素子
2b…第一基板
2c…第二基板
2d…第一フィン
2e…第二フィン
2f…枠体
3…ハウジング
4…第一ケース
4a,5a…ケース本体
4b,5b…導入管
4b1,5b1…導入路
4c,5c…吐出管
4c1,5c1…吐出路
4f,5f…突出部
4g…コネクタ部
4a2〜4a5,5a2〜5a5…流路
5…第二ケース
6…電極部材
7a〜7c…溶着部
8a,8b…液状ガスケット
10…熱交換システム
11…ラジエタ
12…エンジン
13,15…ポンプ
14…室内温冷熱ユニット
DESCRIPTION OF
Claims (5)
開放構造の流路が形成されかつ成型されたケースと、
前記流路の開放部を塞ぐ第一基板と、
前記第一基板に対向して配置される第二基板と、
前記第一基板と前記第二基板の間に配置される複数の熱電変換素子とを有し、
前記ケースの前記流路の底面には、導入管と吐出管が前記ケースと一体的に形成され、前記導入管と前記吐出管がそれぞれ前記第一基板に対する垂直方向でかつ前記第一基板側と反対側の方向に延出する熱電変換ユニット。 A thermoelectric conversion unit,
A case in which a channel having an open structure is formed and molded;
A first substrate that blocks an open portion of the flow path;
A second substrate disposed opposite the first substrate;
A plurality of thermoelectric conversion elements disposed between the first substrate and the second substrate;
An introduction pipe and a discharge pipe are formed integrally with the case on the bottom surface of the flow path of the case, and the introduction pipe and the discharge pipe are respectively perpendicular to the first substrate and on the first substrate side. A thermoelectric conversion unit that extends in the opposite direction.
前記流路の底面には、前記導入管に隣接しかつ前記第一基板に向けて突出する突出部が形成される熱電変換ユニット。 The thermoelectric conversion unit according to claim 1,
A thermoelectric conversion unit in which a protruding portion that is adjacent to the introduction tube and protrudes toward the first substrate is formed on a bottom surface of the flow path.
前記突出部は、前記導入管から離れるほど前記第一基板に近くなる傾斜面を有する熱電変換ユニット。 The thermoelectric conversion unit according to claim 2,
The projecting portion is a thermoelectric conversion unit having an inclined surface that is closer to the first substrate as it is farther from the introduction tube.
前記ケースは、第一ケースであり、
前記流路は、第一流路であり、
前記導入管は、第一導入管であり、
前記吐出管は、第一吐出管であり、
前記熱電変換ユニットは、開放構造の第二流路が形成されかつ成型された第二ケースを有し、
前記第二流路の開放部は、前記第二基板により塞がれ、
前記第二ケースの前記第二流路の底面には、第二導入管と第二吐出管が前記第二ケースと一体的に形成され、前記第二導入管と前記第二吐出管がそれぞれ前記第二基板に対する垂直方向でかつ前記第二基板側と反対側の方向に延出する熱電変換ユニット。 The thermoelectric conversion unit according to any one of claims 1 to 3,
The case is a first case,
The flow path is a first flow path,
The introduction pipe is a first introduction pipe;
The discharge pipe is a first discharge pipe;
The thermoelectric conversion unit has a second case in which a second flow path having an open structure is formed and molded,
The open portion of the second flow path is blocked by the second substrate,
A second introduction pipe and a second discharge pipe are formed integrally with the second case on the bottom surface of the second flow path of the second case, and the second introduction pipe and the second discharge pipe are respectively A thermoelectric conversion unit extending in a direction perpendicular to the second substrate and in a direction opposite to the second substrate side.
閉じられた一対の成形型の間に樹脂を流し、前記一対の成形型を開くことで前記ケースと前記導入管と前記吐出管を一体に成形する工程と、前記ケースに前記第一基板と前記第二基板と前記複数の熱電変換素子を組付ける工程を有する熱電変換ユニットの製造方法。 It is a manufacturing method of the thermoelectric conversion unit according to claim 1,
Resin is allowed to flow between a pair of closed molds, and the case, the introduction pipe, and the discharge pipe are integrally molded by opening the pair of molds, and the first substrate and the case are formed in the case. A method for manufacturing a thermoelectric conversion unit, comprising a step of assembling a second substrate and the plurality of thermoelectric conversion elements.
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